JP6546656B2 - 単焦点光学系及びそれを備えた光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、単焦点光学系及びそれを備えた光学装置に関する。

高い結像性能を有する結像光学系のタイプとして、ガウスタイプが知られている。ガウスタイプの光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する物体側群と、正の屈折力を有する像側群と、より構成されている。

物体側群は、２枚乃至３枚の正レンズと、１枚の負レンズとからなる。この負レンズは、直前の正レンズと接合されている場合がある。また、像側群は、１枚の負レンズと、２枚乃至３枚の正レンズと、からなる。この負レンズも、直後の正レンズと接合されている場合がある。

また、ガウスタイプの光学系は、その中央部を境に物体側の形状と像側の形状がおおむね対称で、且つコンセントリックな形状になっている。コンセントリックな形状では、各レンズで、２つのレンズ面における曲率中心が中央部の近くに位置している。

これにより、ガウスタイプの光学系では、大口径比であっても、各収差がある程度良好に補正できている。しかし、従来以上の結像性能を実現しようとすると、ガウスタイプの光学系では画角５０度弱が限界である。よって、ガウスタイプの光学系で、５０度以上の画角の実現は困難である。

これらの問題を解決した広角撮影レンズが、各種提案されている。提案されている広角撮影レンズでは、Ｆナンバーが１．４程度になっている。画角が広くＦナンバーが小さい広角撮影レンズの光学系として、特許文献１〜６に開示された光学系がある。

特開２０１２−２２６３０９号公報 特開２００４−１０１８８０号公報 特開２００９−１０９７２３号公報 特開２０１０−０３９３４０号公報 特開２０１０−０９７２０７号公報 特開２０１１−０５９２９０号公報

特許文献１や特許文献２の光学系ではＦナンバーが１．２４であるため、Ｆナンバーが小さい光学系が実現できている。しかしながら、画角が６３．６°であるため、特許文献１や特許文献２の光学系では、画角が十分に広い光学系が実現できていない。

また、特許文献３、特許文献４、特許文献５及び特許文献６の光学系では、Ｆナンバーが１．４であるが、これ以上Ｆナンバーを小さくしようとするか、又は画角を広くしようとすると、上述した諸収差の補正がさらに困難となる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系及びそれを備えた光学装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の単焦点光学系は、
距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
単焦点光学系は、拡大側から順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
正の屈折力を有する第３レンズ群と、から構成され、
レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、
拡大側レンズ成分は、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分であり、
第１レンズ群は、最も縮小側に、接合レンズである縮小側レンズ成分を有し、
縮小側レンズ成分の形状は、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状であり、拡大側から順に、正レンズと負レンズとで構成され、
接合レンズよりも拡大側のレンズ系は、全体として負の焦点距離を有すると共に、拡大側レンズ成分のみからなるか、拡大側レンズ成分と負レンズとを有するか、又は、拡大側レンズ成分と正レンズとを有し、
第２レンズ群は、拡大側から順に、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズと、複数の正レンズ成分と、からなり、
その複数の正レンズ成分は、隣り合う全ての正レンズ成分を含み、
第２レンズ群の接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとで構成され、
第３レンズ群は、最も拡大側に負レンズ成分を有し、
第１レンズ群内の全ての空気間隔と第２レンズ群内の全ての空気間隔は、フォーカス時に一定であることを特徴とする。

また、本発明の光学装置は、
光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、
光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

また、本発明の別の光学装置は、
光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
表示素子は表示面を有し、
表示面上に表示された画像は、光学系によって拡大側に投影され、
光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

本発明によれば、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系及びそれを備えた光学装置を提供することができる。

実施例１に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例２に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例３に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例４に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例５に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例６に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例７に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例８に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例９に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例１０に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例１１に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例１２に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 撮像装置の断面図である。 撮像装置の外観を示す前方斜視図である。 撮像装置の後方斜視図である。 撮像装置の主要部の内部回路の構成ブロック図である。 投影装置の断面図である。

以下に、本発明に係る単焦点光学系及びそれを備えた光学装置の実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本実施形態の単焦点光学系は、距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、単焦点光学系は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、から構成され、レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、第１レンズ群は、最も縮小側に縮小側レンズ成分を有し、縮小側レンズ成分の形状は、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状であり、第２レンズ群は、拡大側から順に、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズと、複数の正レンズ成分と、からなり、その複数の正レンズ成分は、隣り合う全ての正レンズ成分を含み、第２レンズ群の接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとで構成され、第３レンズ群は、最も拡大側に負レンズ成分を有し、第１レンズ群内の全ての空気間隔と第２レンズ群内の全ての空気間隔は、フォーカス時に一定であることを特徴とする。

本実施形態の単焦点光学系とガウスタイプの光学系とを比較しながら、本実施形態の単焦点光学系について説明する。以下の説明では、拡大側に物体側が対応し、縮小側に像側が対応する。

本実施形態の単焦点光学系は、ガウスタイプの光学系をベースにしている。すなわち、ガウスタイプにおける基本的なレンズの配列やレンズの形状（以下、「基本配列」という）を極力維持しつつ、様々な工夫を加えている。例えば、本実施形態の単焦点光学系の第１レンズ群には、ガウスタイプの物体側群が対応する。よって、第１レンズ群は、ガウスタイプの物体側群と同様の基本配列を備えている。

ただし、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群の屈折力を負の屈折力にしている。これは、ガウスタイプの物体側群における基本配列を極力維持しつつ、物体側群における正の屈折力を負側にシフトさせたことに相当する。屈折力の負側へのシフトとは、正の屈折力を小さな負の屈折力に変更することや、正の屈折力をより小さな正の屈折力にすることである。

本実施形態の単焦点光学系では、屈折力の負側へのシフトによって、第１レンズ群の屈折力に負の屈折力を与えているが、これに伴い、第２レンズ群と第３レンズ群に大きな屈折力を与えている。第２レンズ群と第３レンズ群は、ガウスタイプの像側群に対応する。よって、第２レンズ群と第３レンズ群に大きな屈折力を与えることは、ガウスタイプの物体側群の正の屈折力を負側にシフトしたことに伴い、ガウスタイプの像側群の正の屈折力を正側に大きくシフトさせたことに相当する。

このように、本実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプの光学系に対して、物体側群における屈折力の負側へのシフトと像側群における正の屈折力の増大を行った構成を採用している。そのため、屈折力の配置に関して、本実施形態の結像光学はガウスタイプの光学系とは異なる。

しかしながら、本実施形態の単焦点光学系も、ガウスタイプの基本配列を備えている。よって、本実施形態の単焦点光学系は、収差補正のポテンシャルが極めて高い光学系をベースにしているということができる。そのため、本実施形態の単焦点光学系では、特に、球面収差、コマ収差、軸上色収差及び倍率色収差を極めて良好に補正できる。その結果、従来のガウスタイプの光学系よりも高い結像性能を有する単焦点光学系を実現することができる。例えば、単焦点光学系において、１．４よりも小さいＦナンバーと、５０°以上の画角を確保することができる。

このように、本実施形態の単焦点光学系によれば、標準レンズから広角レンズのカテゴリーにおいて、１．４よりも小さいＦナンバーを有し、かつ、収差補正のポテンシャルが極めて高い単焦点光学系を提供することができる。特に、結像性能においては、従来の３５ｍｍフィルムサイズ用の単焦点光学系を凌駕するレベルの結像性能を有することができる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、拡大側レンズ成分は負の単レンズであることが好ましい。

このようにすることで、光学系を広角化しても、第１レンズ群の大型化を防止することができる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は正レンズを含むことが好ましい。

このようにすることで、軸上色収差、倍率色収差及び像面湾曲をより良好に補正できる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、縮小側レンズ成分は接合レンズであり、第１レンズ群の縮小側レンズ成分は、拡大側から順に、正レンズと負レンズとで構成されていることが好ましい。

このようにすることで、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第２レンズ群は、最も縮小側に縮小側正レンズ成分を有し、縮小側正レンズ成分は単レンズであることが好ましい。

本実施形態の単焦点光学系では、第２レンズ群と第３レンズ群が、従来のガウスタイプの光学系における像側群に相当する。そこで、このようにすることで、少ない構成枚数でありながら、第２レンズ群と第３レンズ群との合成系の合成屈折力を大きくしても、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に無理なく補正できる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第２レンズ群中の前述の複数の正レンズ成分は全て単レンズであることが好ましい。

本実施形態の単焦点光学系では、第２レンズ群と第３レンズ群が、従来のガウスタイプの光学系における像側群に相当する。そこで、このようにすることで、少ない構成枚数でありながら、第２レンズ群と第３レンズ群との合成系の合成屈折力を大きくしても、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に無理なく補正できる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第３レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と、第２副群と、第３副群と、からなり、第１副群は１つの負レンズ成分のみからなり、第２副群は１つの正レンズ成分のみからなることが好ましい。

口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、このようにすることで、少ない構成枚数でありながら、第２レンズ群と第３レンズ群における屈折力を大きくしつつも、第１副群と第２副群とで相互に収差を打ち消しあうことができる。その結果、球面収差、コマ収差及び非点収差を、全体としてバランス良く補正することができる。

また、第３レンズ群のレンズ成分でインナーフォーカスを行うことを考えた場合には、第１副群の負レンズ成分を光軸に沿って移動することにより、移動させるレンズを軽量にすることができる。その結果、高速で、且つ収差変動の極めて少ないフォーカスが可能となる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第３レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と、第２副群と、第３副群と、からなり、第１副群は１つの負レンズ成分のみからなり、第２副群は１つの正レンズ成分のみからなり、第３副群は負レンズを含み、第３副群内の全ての空気間隔は、フォーカス時あるいは変倍時に一定であることが好ましい。

口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差、非点収差、軸上色収差、倍率色収差及び像面湾曲については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、このようにすることで、少ない構成枚数でありながら、第２レンズ群と第３レンズ群における屈折力を大きくしつつも、第１副群と第２副群とで相互に収差を打ち消しあうことができる。その結果、これらの収差を、全体としてバランス良く補正することができる。

また、第３レンズ群のレンズ成分でインナーフォーカスを行うことを考えた場合には、第１副群の負レンズ成分を光軸に沿って移動することにより、移動させるレンズを軽量にすることができる。その結果、高速で、且つ収差変動の極めて少ないフォーカスが可能となる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第３レンズ群内の空気間隔のうち第１副群と第２副群との空気間隔のみが、フォーカス時に変化することが好ましい。

球面収差や像面湾曲については、口径比が大きくなるほど、これらの収差の発生量や変動量を抑制しなくてはならない。そこで、このようにすることで、球面収差の発生量や像面湾曲の発生量、更には両者の変動量を抑制できる。また、その結果、収差変動が極めて少ないフォーカスが可能となる。更に、移動させるレンズを軽量にすることができるので、駆動機構における負荷の負担を低減できる。その結果、高速でのフォーカスが可能となる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第２副群は正レンズ成分のみからなり、第３副群は、拡大側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズと、からなることが好ましい。

第２レンズ群と第３レンズ群における屈折力の増大を行いつつも、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。また、光線高の増大を抑えやすくなるので、光学系の小型化を行い易い。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第３レンズ群内の空気間隔のうち、第１副群と第２副群との空気間隔、及び第２副群と第３副群との空気間隔のみが、フォーカス時に変化することが好ましい。

球面収差や像面湾曲については、口径比が大きくなるほど、これらの収差の発生量や変動量を抑制しなくてはならない。そこで、このようにすることで、球面収差の発生量や像面湾曲の発生量、更には両者の変動量を抑制できる。また、その結果、収差変動が極めて少ないフォーカスが可能となる。更に、移動させるレンズを軽量にすることができるので、駆動機構における負荷の負担を低減できる。その結果、高速でのフォーカスが可能となる。

特に、第２副群と第３副群との空気間隔にも変化を与えることにより、さらに、光学系の大口径比化又は広角化が可能となる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第２副群は正レンズ成分のみからなり、第３副群は、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなることが好ましい。

第２レンズ群と第３レンズ群における屈折力の増大を行いつつも、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。また、光線高の増大を抑えやすくなるので、光学系の小型化を行い易い。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第３副群はフォーカス時には固定であることが好ましい。

第３副群をフォーカス時に移動させると、第１副群を移動させた場合よりも非点収差の変動が大きくなりやすい。このようなことから、フォーカス時に第３副群はできるだけ固定にした方が良い。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１副群の負レンズ成分の形状は、縮小側に凹面を向けたメニスカス形状であることが好ましい。

第２レンズ群と第３レンズ群における屈折力の増大を行いつつも、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差、倍率色収差をより良好に補正できる。

あるいは、インナーフォーカスを行うことを考えた場合には、この負レンズ成分を光軸に沿って移動することにより、移動させるレンズを軽量にすることができる。その結果、高速で、且つ収差変動の極めて少ないフォーカスが可能となる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第３副群は負レンズを有し、負レンズと隣り合う正レンズとは接合されていることが好ましい。

これにより、さらに軸上色収差、倍率色収差及び像面湾曲の補正が行い易くなる。

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
０．７５＜ＳＦ₁₁＜３．５ （１）
ここで、
ＳＦ₁₁＝（Ｒ_F11＋Ｒ_R11）／（Ｒ_F11−Ｒ_R11）であり、
Ｒ_F11は、拡大側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R11は、拡大側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

条件式（１）の上限値を上回らないようにすることで、特に非点収差の補正が容易になる。条件式（１）の下限値を下回らないようにすることで、特に樽型の歪曲収差の補正が容易になる。

ここで、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足するとより良い。
０．８５＜ＳＦ₁₁＜３．０ （１’）
また、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足するとなお良い。
０．９５＜ＳＦ₁₁＜２．７ （１”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１．４＜ＳＦ₁₂＜１５ （２）
ここで、
ＳＦ₁₂＝（Ｒ_F12＋Ｒ_R12）／（Ｒ_F12−Ｒ_R12）であり、
Ｒ_F12は、縮小側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R12は、縮小側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

条件式（２）の上限値を上回らないようにするか、又は条件式（２）の下限値を下回らないようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差とコマ収差とをバランスよく補正することが容易になる。

ここで、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足するとより良い。
１．６＜ＳＦ₁₂＜１０ （２’）
また、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足するとなお良い。
１．８＜ＳＦ₁₂＜８．０ （２”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
−１５＜ＳＦ₂₁＜−２．０ （３）
ここで、
ＳＦ₂₁＝（Ｒ_F21＋Ｒ_R21）／（Ｒ_F21−Ｒ_R21）であり、
Ｒ_F21は、第２レンズ群の接合レンズにおける拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R21は、第２レンズ群の接合レンズにおける縮小側面の曲率半径、
である。

条件式（３）の上限値を上回らないようにするか、又は条件式（３）の下限値を下回らないようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差とコマ収差とをバランスよく補正することが容易になる。

ここで、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足するとより良い。
−１２＜ＳＦ₂₁＜−２．５ （３’）
また、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３”）を満足するとなお良い。
−１０＜ＳＦ₂₁＜−３．０ （３”）

また、本実施形態の単焦点光学系では、第２レンズ群中の前述の複数の正レンズ成分は、最も拡大側に位置する前側正レンズ成分と、最も縮小側に位置する後側正レンズ成分と、を有し、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．１０＜ＳＦ₂₂−ＳＦ₂₃＜７．０ （４）
ここで、
ＳＦ₂₂＝（Ｒ_F22＋Ｒ_R22）／（Ｒ_F22−Ｒ_R22）、
ＳＦ₂₃＝（Ｒ_F23＋Ｒ_R23）／（Ｒ_F23−Ｒ_R23）であり、
Ｒ_F22は、前側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R22は、前側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
Ｒ_F23は、後側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R23は、後側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

第２レンズ群において、複数の正レンズ成分が配置されている位置では、軸上光線高が高くなっている。そのため、複数の正レンズ成分における各レンズ成分の形状は、像全体の鮮鋭性に影響のある球面収差の補正に関係が深い。

また、この軸上光線束は、第２レンズ群の拡大側では発散状態になっている。第２レンズ群では、発散状態を収斂状態に転じさせるために、各正レンズ成分のシェーピングファクターが拡大側から縮小側にて負の方向になるように、正レンズ成分の各々を並べるのがよい。そして、複数の正レンズ成分のうち、両端に位置する正レンズ成分のシェーピングファクターの差がある適当な値をとることが必要である。

条件式（４）の上限値を上回らないようにするか、又は条件式（４）の下限値を下回らないようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差を補正することが容易になる。

ここで、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足するとより良い。
０．３０＜ＳＦ₂₂−ＳＦ₂₃＜６．０ （４’）
また、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４”）を満足するとなお良い。
０．４５＜ＳＦ₂₂−ＳＦ₂₃＜５．５ （４”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．８０＜ＳＦ₃₁＜４．０ （５）
ここで、
ＳＦ₃₁＝（Ｒ_F31＋Ｒ_R31）／（Ｒ_F31−Ｒ_R31）であり、
Ｒ_F31は、第１副群の負レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R31は、第１副群の負レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

インナーフォーカスを用いる場合には、収差変動が問題となる。インナーフォーカスにおいて、光軸上を移動する群を第１副群にすると、収差変動を最も少なくできる。よって、安定したフォーカスが行える。更に、条件式（５）を満足することで、収差変動を十分に抑えることができる。

条件式（５）の上限値を上回らないようにすることで、非点収差の変動の増大を抑えることができる。条件式（５）の下限値を下回らないようにすることで、球面収差の変動の増大を抑えることができる。

ここで、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’）を満足するとより良い。
０．８５＜ＳＦ₃₁＜３．０ （５’）
また、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５”）を満足するとなお良い。
０．９０＜ＳＦ₃₁＜２．５ （５”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
−０．４＜ＳＦ₃₂＜１．６ （６）
ここで、
ＳＦ₃₂＝（Ｒ_F32＋Ｒ_R32）／（Ｒ_F32−Ｒ_R32）であり、
Ｒ_F32は、第２副群の正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R32は、第２副群の正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

光学系の小型化や軽量化のためには、光学系を構成するレンズ成分の枚数を減らすことが好ましい。しかしながら、レンズ成分の枚数を減らしていくと、インナーフォーカスにおいて第１副群のみを移動した場合は、上述の条件式（５）を満足したとしても収差変動を十分に抑えられないことがある。このような場合には、第１副群との相対的間隔を変化させながら、第２副群を移動させると良い。そして、その場合、条件式（６）を満足すると良い。

条件式（６）の上限値を上回らないようにすることで、球面収差の変動の増大を抑えることができる。条件式（６）の下限値を下回らないようにすることで、非点収差の変動の増大を抑えることができる。

ここで、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を満足するとより良い。
−０．２＜ＳＦ₃₂＜１．３ （６’）
また、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６”）を満足するとなお良い。
０＜ＳＦ₃₂＜１．１ （６”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
−１．５＜Φ₁／Φ₂₃＜０．２ （７）
ここで、
Φ₁は、第１レンズ群の屈折力、
Φ₂₃は、無限遠物体合焦時の第２レンズ群と第３レンズ群の合成屈折力、
である。

条件式（７）の上限値を上回らないようにすることで、広角でＦナンバーが小さい光学系に必要となるバックフォーカスを確保し易くなる。一方、条件式（７）の下限値を下回らないようにすることで、第１レンズ群の屈折力と後群の屈折力とで差が付きすぎない。これにより、屈折力のバランスの悪化が抑えられるため、コマ収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差の悪化を抑えることができる。ここで、後群とは、第１レンズ群よりも縮小側に位置するレンズ群全体を意味する。

ここで、条件式（７）に代えて、以下の条件式（７’）を満足するとより良い。
−１．１＜Φ₁／Φ₂₃＜０．０（７’）
また、条件式（７）に代えて、以下の条件式（７”）を満足するとなお良い。
−０．８＜Φ₁／Φ₂₃＜−０．１（７”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
−１．５＜Φ₁／Φ₂＜０．２ （８）
ここで、
Φ₁は、第１レンズ群の屈折力、
Φ₂は、第２レンズ群の屈折力、
である。

条件式（８）の上限値を上回らないようにすることで、広角でＦナンバーが小さい光学系に必要となるバックフォーカスを確保し易くなる。一方、条件式（８）の下限値を下回らないようにすることで、第１レンズ群の屈折力と第２レンズ群の屈折力とで差が付きすぎない。これにより、屈折力のバランスの悪化が抑えられるため、コマ収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差の悪化を抑えることができる。

ここで、条件式（８）に代えて、以下の条件式（８’）を満足するとより良い。
−１．１＜Φ₁／Φ₂＜０．０ （８’）
また、条件式（８）に代えて、以下の条件式（８”）を満足するとなお良い。
−０．８＜Φ₁／Φ₂＜−０．１ （８”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（９）、（１０）を満足することが好ましい。
０．５０＜Φ₂₃×ｆ＜１．６ （９）
０．０１２（１／ｍｍ）＜Φ_2P／Ｎ＜０．０３５（１／ｍｍ） （１０）
ここで、
Φ₂₃は、無限遠物体合焦時の第２レンズ群と第３レンズ群の合成屈折力、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系の焦点距離、
Φ_2Pは、第２レンズ群中の前述の複数の正レンズ成分の合成屈折力、
Ｎは、第２レンズ群中の前述の複数の正レンズ成分における正レンズ成分の数（Ｎ≧２）、
である。

条件式（９）の上限値を上回らないようにすることで、第２レンズ群と第３レンズ群の合成屈折力が大きくなりすぎない。そのため、広い画角と小さいＦナンバーを維持しつつ、高い結像性能を得るための収差補正バランスを容易に取ることができる。一方、条件式（９）の下限値を下回らないようにすることで、光学系の大型化を抑えることができる。

条件式（１０）の上限値を上回らないようにすることで、複数の正レンズ成分における屈折力が大きくなりすぎない。複数の正レンズ成分は、後群において軸上光線高が高くなる位置に配置されているので、軸上光線高が高くなる位置での屈折力が大きくなりすぎない。そのため、広い画角と小さいＦナンバーを維持しつつ、高い結像性能を得るための収差補正バランスを容易に取ることができる。一方、条件式（１０）の下限値を下回らないようにすることで、光学系の大型化を抑えることができる。

ここで、条件式（９）、（１０）に代えて、以下の条件式（９’）、（１０’）を満足するとより良い。
０．５５＜Φ₂₃×ｆ＜１．３ （９’）、
０．０１５（１／ｍｍ）＜Φ_2P／Ｎ＜０．０３０（１／ｍｍ） （１０’）
また、条件式（９）、（１０）に代えて、以下の条件式（９”）、（１０”）を満足するとなお良い。
０．６０＜Φ₂₃×ｆ＜１．１ （９”）
０．０１６（１／ｍｍ）＜Φ_2P／Ｎ＜０．０２８（１／ｍｍ） （１０”）

また、本実施形態の単焦点光学系では、横軸をＮｄ_2PR、及び縦軸をνｄ_2PRとする直交座標系において、Ｎｄ_2PR＝α×νｄ_2PR＋β_2PR、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、以下の条件式（１１）の範囲の下限値β_2PR＝２．２５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１２）及び（１３）で定まる領域との両方の領域に、縮小側正レンズ成分のＮｄ_2PR及びνｄ_2PRが含まれることが好ましい。
２．２５≦β_2PR （１１）
１．４０＜Ｎｄ_2PR （１２）
３５＜νｄ_2PR （１３）
ここで、
Ｎｄ_2PRは、縮小側正レンズ成分の屈折率、
νｄ_2PRは、縮小側正レンズ成分のアッベ数、
である。

第２レンズ群において、複数の正レンズ成分が配置されている位置では、軸上光線高が高くなっている。そのため、複数の正レンズ成分では、特に、軸上色収差や球面収差の色収差が発生しやすい。

縮小側正レンズ成分は、第２レンズ群において最も縮小側に位置している。この位置は、第２レンズ群の接合レンズから最も離れた位置である。

第２レンズ群の小型化と軽量化のためには、縮小側正レンズ成分を単レンズにて構成することが好ましい。ただし、縮小側正レンズ成分が配置されている位置では、上述のように色収差が発生し易い。そこで、縮小側正レンズ成分を単レンズで構成する場合、この縮小側正レンズ成分の屈折率とアッベ数が、条件式（１１）、（１２）、（１３）で決まる領域に含まれるようにする。このようにすることで、軸上色収差や球面収差の色収差の発生を抑えることができる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１副群の負レンズ成分は単レンズであり、横軸をＮｄ_3NF、及び縦軸をνｄ_3NFとする直交座標系において、Ｎｄ_3NF＝α×νｄ_3NF＋β_3NF、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、以下の条件式（１４）の範囲の下限値β＝_3NF２．１５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１５）及び（１６）で定まる領域との両方の領域に、第１副群の負レンズ成分のＮｄ_3NF及びνｄ_3NFが含まれることが好ましい。
２．１５≦β_3NF （１４）
１．４５＜Ｎｄ_3NF （１５）
２５＜νｄ_3NF （１６）
ここで、
Ｎｄ_3NFは、第１副群の負レンズ成分の屈折率、
νｄ_3NFは、第１副群の負レンズ成分のアッベ数、
である。

第３レンズ群内の空気間隔のうち、第１副群と第２副群との空気間隔がフォーカス時に変化する場合、第１副群と第２副群の少なくとも一方が移動する。第１副群と第２副群の一方が移動した場合であっても、両方が移動した場合であっても、色収差の変動は小さいことが望まれる。

第３レンズ群の第１副群は、第３レンズ群において最も拡大側に位置すると共に、負レンズ成分からなる。負レンズ成分を単レンズで構成する場合、第１副群の負レンズ成分の屈折率とアッベ数が、条件式（１４）、（１５）、（１６）で決まる領域に含まれるようにする。このようにすることで、軸上色収差、倍率色収差、球面収差の色収差、あるいは色コマの発生を抑えることができる。

特に、負レンズ成分を１枚の単レンズで構成する場合、負レンズ成分の屈折率とアッベ数が、条件式（１４）、（１５）、（１６）で決まる領域に含まれるようにすることが好ましい。これにより、フォーカス時の色収差の変動を小さく抑えると共に、フォーカススピードを高速にできる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、以下の条件式（Ａ）を満足することが好ましい。
０＜ｆ／ｅ_N1F＜２ （Ａ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅ_N1Fは、第１レンズ群の拡大側レンズ成分における最大有効口径、
である。

条件式（Ａ）の上限値を上回ると、画角を広げることが困難になる。すなわち、画角を広げようとすると、球面収差、歪曲収差及び非点収差が発生し易い。一方、条件式（Ａ）の下限値を下回ると、光学系が径方向に大型化し易い。

ここで、条件式（Ａ）に代えて、以下の条件式（Ａ’）を満足すると良い。
０．１＜ｆ／ｅ_N1F＜１．５ （Ａ’）
また、条件式（Ａ）に代えて、以下の条件式（Ａ’’）を満足するとなお良い。
０．２＜ｆ／ｅ_N1F＜１ （Ａ’’）

また、本実施形態の単焦点光学系では、開口絞りを有し、以下の条件式（Ｂ）を満足することが好ましい。
０＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜２ （Ｂ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅ_ASは、開口絞りの最大直径、
Ｆｎｏは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系のＦナンバー、
である。

条件式（Ｂ）の上限値を上回ると、画角を広くすることが困難になる。すなわち、画角を広げようとすると、球面収差と色収差の補正が困難になる。一方、条件式（Ｂ）の下限値を下回ると、光学系が径方向に大型化し易い。

ここで、条件式（Ｂ）に代えて、以下の条件式（Ｂ’）を満足すると良い。
０．２＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜１ （Ｂ’）
また、条件式（Ｂ）に代えて、以下の条件式（Ｂ’’）を満足するとなお良い。
０．３＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜０．９ （Ｂ’’）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（Ｃ）を満足することが好ましい。
０＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．２７ （Ｃ）
ここで、
Ｔ_{air_max}は、単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの間で最も大きい軸上空気間隔、
Σｄは、単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの軸上間隔、
である。

条件式（Ｃ）は、高い光学性能の確保、光学系の全長の短縮化及び結像光学系の外径の小径化に有利となる条件式である。

レンズ同士の空気間隔を適度に広くすることは、光学性能の向上に繋がる。ただし、Σｄ、すなわち、単焦点光学系の最も拡大側に位置するレンズ面から最も縮小側に位置するレンズ面までの軸上間隔に対して、レンズ同士の空気間隔を過剰に広げて光学性能を確保することは、光学系の全長の増加と光学系の大口径化につながり易い。

そこで、条件式（Ｃ）を満足することで、光学系の全長の短縮化と小径化を行いつつ、高い光学性能の実現に必要なレンズ枚数の確保に有利となる。

ここで、条件式（Ｃ）に代えて、以下の条件式（Ｃ’）を満足すると良い。
０．０３＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．２（Ｃ’）
また、条件式（Ｃ）に代えて、以下の条件式（Ｃ’’）を満足するとなお良い。
０．０７＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．１８（Ｃ’’）

また、本実施形態の光学装置は、光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

本実施形態の光学装置によれば、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像することができる。

また、本実施形態の光学装置は、光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
表示素子は表示面を有し、表示面上に表示された画像は、光学系によって拡大側に投影され、光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

本実施形態の光学装置によれば、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影することができる。

なお、上述の単焦点光学系や光学装置は、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好な単焦点光学系や光学装置を得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値又は下限値のみを限定しても構わない。

以下に、単焦点光学系の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

以下、単焦点光学系の実施例１〜１２を図面に基づいて説明する。実施例１〜１２の単焦点光学系は、いずれもＦナンバーが１．５を下回る単焦点光学系である。

図１（ａ）〜図１２（ａ）は、各実施例の単焦点光学系におけるレンズ断面図を示している。なお、レンズ断面図は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。

また、図１（ｂ）〜図１２（ｂ）は、各実施例の単焦点光学系における球面収差（ＳＡ）を示し、図１（ｃ）〜図１２（ｃ）は非点収差（ＡＳ）を示し、図１（ｄ）〜図１２（ｄ）は歪曲収差（ＤＴ）を示し、図１（ｅ）〜図１２（ｅ）は歪曲収差（ＤＴ）を示している。なお、各収差図は、無限遠物体合焦時の収差図である。また“ω”は半画角を表している。

また、各実施例のレンズ断面図では、第１レンズ群をＧ１、第２レンズ群をＧ２、第３レンズ群をＧ３、カバーガラスをＣ、像面をＩで示してある。

また、図示しないが、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタを構成する平行平板が配置されていても良い。なお、平行平板の表面に、赤外光を制限する波長域制限コートを施しても良い。また、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。

また、単焦点光学系を撮像に用いる場合、像面Ｉには撮像素子が配置される。一方、単焦点光学系を投影に用いる場合、像面Ｉには表示素子が配置される。各実施例の構成の説明では、単焦点光学系を撮像に用いることを前提に説明する。よって、拡大側を物体側、縮小側を像側とする。

実施例１に係る単焦点光学系について説明する。図１（ａ）は、実施例１に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例１に係る単焦点光学系は、図１（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ２と両凹負レンズＬ３とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１０で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、で構成されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ１の物体側面と、両凹負レンズＬ３の像側面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０の像側面と、の合計５面に設けられている。

次に、実施例２に係る単焦点光学系について説明する。図２（ａ）は、実施例２に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例２に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例２に係る単焦点光学系は、図２（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ２と両凹負レンズＬ３とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１０で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ１１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、で構成されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、の合計４面に設けられている。

次に、実施例３に係る単焦点光学系について説明する。図３（ａ）は、実施例３に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例３に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例３に係る単焦点光学系は、図３（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ２、両凸正レンズＬ３及び両凹負レンズＬ４が接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１１で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と、で構成されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ１０が光軸に沿って像側へ移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の物体側面と、負メニスカスレンズＬ１０の両面と、の合計３面に設けられている。

次に、実施例４に係る単焦点光学系について説明する。図４（ａ）は、実施例４に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例４に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例４に係る単焦点光学系は、図４（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１０で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、の合計４面に設けられている。

次に、実施例５に係る単焦点光学系について説明する。図５（ａ）は、実施例５に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例５に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例５に係る単焦点光学系は、図５（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１０で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、の合計４面に設けられている。

次に、実施例６に係る単焦点光学系について説明する。図６（ａ）は、実施例６に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例６に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例６に係る単焦点光学系は、図６（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１０で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、の合計４面に設けられている。

次に、実施例７に係る単焦点光学系について説明する。図７（ａ）は、実施例７に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例７に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例７に係る単焦点光学系は、図７（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。第２副群は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ９の両面に設けられている。

次に、実施例８に係る単焦点光学系について説明する。図８（ａ）は、実施例８に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例８に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例８に係る単焦点光学系は、図８（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１０で構成されている。第３副群は、両凹負レンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動すると共に、両凸正レンズＬ１０が光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０両面と、の合計６面に設けられている。

次に、実施例９に係る単焦点光学系について説明する。図９（ａ）は、実施例９に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図９（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例９に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例９に係る単焦点光学系は、図９（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１０で構成されている。第３副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動すると共に、両凸正レンズＬ１０が光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０両面と、の合計４面に設けられている。

次に、実施例１０に係る単焦点光学系について説明する。図１０（ａ）は、実施例１０に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１０に係る単焦点光学系の収差図である。
実施例１０に係る単焦点光学系は、図１０（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１０で構成されている。第３副群は、両凹負レンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動すると共に、両凸正レンズＬ１０が光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０両面と、の合計４面に設けられている。

次に、実施例１１に係る単焦点光学系について説明する。図１１（ａ）は、実施例１１に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１１に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例１１に係る単焦点光学系は、図１１（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。また、両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０で構成されている。第２副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。第３副群は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ１０が光軸に沿って像側へ移動すると共に、負メニスカスレンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ１０の両面と、両凸正レンズＬ１２の像側面と、の合計５面に設けられている。

次に、実施例１２に係る単焦点光学系について説明する。図１２（ａ）は、実施例１２に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１２に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例１２に係る単焦点光学系は、図１２（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。また、両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、両凹負レンズＬ１０と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ１２で構成されている。第３副群は、両凹負レンズＬ１３で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１０と負メニスカスレンズＬ１１とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、両凹負レンズＬ１０と負メニスカスレンズＬ１１とが光軸に沿って像側へ移動する共に、両凸正レンズＬ１２とが光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、両凹負レンズＬ１０の物体側面と、負メニスカスレンズＬ１１の像側面と、両凸正レンズＬ１２の両面と、の合計６面に設けられている。

次に、上記各実施例の単焦点光学系を構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッベ数、＊印は非球面である。また、各種データにおいて、ｆは単焦点光学系全系の焦点距離、ＦＮＯ．はＦナンバー、ωは半画角、ＩＨは像高、ＦＢはバックフォーカス、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離である。なお、全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。また、角度の単位は°（度）である。また、無限遠は無限遠物体合焦時、近距離は近距離物体合焦時を表す。また、近距離における値は、物体から像までの距離である。

また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ４ｙ⁴＋Ａ６ｙ⁶＋Ａ８ｙ⁸＋Ａ１０ｙ¹⁰
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。

数値実施例１
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1* 88.390 1.50 1.58313 59.38
2 18.061 3.03
3 37.369 5.62 2.00069 25.46
4 -34.405 1.00 1.80610 40.92
5* 21.776 6.79
6 -13.943 1.20 1.80518 25.42
7 104.914 5.50 1.72916 54.68
8 -23.818 0.40
9 -51.466 3.06 2.00100 29.13
10 -27.493 0.40
11 456.546 3.21 1.72916 54.68
12 -54.882 0.60
13(絞り) ∞ 0.60
14 31.746 6.64 1.43875 94.93
15 -57.403 可変
16* 55.821 1.20 1.88202 37.22
17* 21.400 可変
18 58.597 7.89 1.49700 81.61
19* -22.104 0.40
20 53.129 6.95 1.65160 58.55
21 -157.363 0.40
22 46.040 1.50 1.84666 23.78
23 25.000 13.44
24 ∞ 2.66 1.51633 64.14
25 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第１面
k=0.000
A4=1.39089e-05,A6=-3.51071e-08,A8=3.62113e-11
第５面
k=2.001
A4=9.68258e-06,A6=-1.18998e-08,A8=-7.24540e-10
第１６面
k=0.000
A4=-2.43484e-05,A6=3.04464e-08,A8=-1.53837e-11
第１７面
k=0.000
A4=-1.81003e-05,A6=8.23510e-09,A8=-2.70354e-11,A10=2.00162e-14
第１９面
k=0.000
A4=1.70588e-05,A6=-1.01511e-08,A8=4.76074e-11

各種データ
ｆ 17.27
ＦＮＯ． 1.28
２ω 72.91
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 16.19
全長(in air) 85.58

無限遠 近距離
d15 2.60 5.50
d17 8.90 6.01

各群焦点距離
f1=-33.42 f2=21.08 f3=53.56

数値実施例２
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1* 60.000 1.50 1.51633 64.14
2* 15.321 7.79
3 51.957 4.18 2.00069 25.46
4 -40.711 1.67 1.58144 40.75
5 18.522 6.11
6 -15.466 2.14 1.80518 25.42
7 40.917 5.53 1.72916 54.68
8 -29.285 0.40
9 477.426 3.40 2.00100 29.13
10 -41.268 0.40
11 76.380 3.61 1.72916 54.68
12 -64.022 0.60
13(絞り) ∞ 0.60
14 25.427 2.74 1.43875 94.93
15 49.067 可変
16* 100.636 1.20 1.88202 37.22
17* 20.772 可変
18 52.118 6.63 1.43875 94.93
19 -25.082 0.40
20 35.500 5.63 1.43875 94.93
21 -35.582 4.29
22 -25.262 1.50 1.84666 23.78
23 -38.219 11.33
24 ∞ 2.66 1.51633 64.14
25 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第１面
k=0.000
A4=-6.25493e-06,A6=3.64926e-09,A8=2.64667e-11
第２面
k=-0.044
A4=-3.93649e-06,A6=-2.57510e-08,A8=-7.47822e-11
第１６面
k=0.000
A4=-3.64663e-05,A6=7.16280e-08,A8=-1.39163e-10
第１７面
k=0.000
A4=-2.99600e-05,A6=3.10159e-08,A8=-1.22130e-10

各種データ
ｆ 17.27
ＦＮＯ． 1.29
２ω 72.94
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 14.08
全長(in air) 86.56

無限遠 近距離
d15 4.29 6.64
d17 7.85 5.50

各群焦点距離
f1=-37.41 f2=21.13 f3=48.14

数値実施例３
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.000 1.50 1.48749 70.23
2 15.940 6.68
3* 117.273 1.20 1.58313 59.38
4 43.893 5.24 2.00069 25.46
5 -32.953 1.20 1.58144 40.75
6 17.981 6.43
7 -16.100 1.20 1.80518 25.42
8 38.948 6.76 1.72916 54.68
9 -25.538 0.20
10 -113.515 2.27 2.00100 29.13
11 -45.425 0.20
12 60.466 5.42 1.72916 54.68
13 -43.382 0.70
14(絞り) ∞ 0.40
15 31.583 2.76 1.49700 81.61
16 70.705 可変
17* 80.495 1.20 1.85400 40.39
18* 21.402 可変
19 59.511 6.44 1.43875 94.93
20 -27.694 0.20
21 126.850 3.39 1.58313 59.38
22 -46.638 0.20
23 56.417 2.63 1.43875 94.93
24 -173.464 2.57
25 -52.866 1.50 1.84666 23.78
26 -335.063 11.34
27 ∞ 2.66 1.51633 64.14
28 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=-1.42073e-05,A6=1.41551e-08,A8=-4.10807e-11
第１７面
k=0.000
A4=-2.78668e-05,A6=3.74803e-08,A8=-5.39959e-11
第１８面
k=0.000
A4=-2.14468e-05,A6=1.51713e-08,A8=-9.12361e-11

各種データ
ｆ 17.27
ＦＮＯ． 1.28
２ω 72.94
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 14.10
全長(in air) 86.58

無限遠 近距離
d16 3.77 6.37
d18 8.42 5.82

各群焦点距離
f1=-39.78 f2=21.17 f3=46.80

数値実施例４
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.946 1.50 1.48749 70.23
2 14.406 9.15
3* 130.753 1.20 1.58313 59.38
4* 27.135 0.76
5 28.653 6.18 2.00069 25.46
6 -33.821 1.20 1.58144 40.75
7 20.407 5.07
8 -25.734 1.20 1.80518 25.42
9 25.000 6.18 1.69680 55.53
10 -35.122 0.20
11 63.389 5.66 1.72916 54.68
12 -31.891 0.70
13(絞り) ∞ 0.40
14 35.850 2.94 1.49700 81.61
15 244.348 可変
16* 92.337 1.20 1.85400 40.39
17* 25.577 可変
18 54.229 4.71 1.59522 67.74
19 -43.438 0.20
20 30.927 5.69 2.00100 29.13
21 -89.137 1.20 1.80518 25.42
22 18.359 1.76
23 36.962 2.79 1.72916 54.68
24 1389.522 11.49
25 ∞ 2.66 1.51633 64.14
26 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=-1.99067e-05,A6=6.32029e-09,A8=-1.75482e-10
第４面
k=0.000
A4=-5.57900e-06,A6=-7.59483e-09,A8=-1.60555e-10
第１６面
k=0.000
A4=-2.38100e-06,A6=4.81486e-09,A8=-7.43803e-14
第１７面
k=0.000
A4=3.21789e-06,A6=3.58266e-09,A8=7.48716e-12

各種データ
ｆ 17.27
ＦＮＯ． 1.29
２ω 72.96
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 14.25
全長(in air) 86.58

無限遠 近距離
d15 2.62 6.20
d17 9.83 6.25

各群焦点距離
f1=-50.50 f2=24.88 f3=43.30

数値実施例５
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 40.000 1.50 1.48749 70.23
2 14.959 10.01
3* 284.838 1.20 1.49700 81.61
4* 24.501 1.55
5 30.509 6.26 2.00069 25.46
6 -32.686 1.30 1.58144 40.75
7 22.918 4.80
8 -27.864 1.20 1.85478 24.80
9 25.040 6.47 1.69680 55.53
10 -34.741 0.20
11 55.767 5.17 1.72916 54.68
12 -35.759 0.20
13 36.555 3.19 1.43875 94.93
14 4229.057 0.62
15(絞り) ∞ 可変
16* 112.818 1.20 1.85400 40.39
17* 25.701 可変
18 70.785 3.81 1.72916 54.68
19 -48.006 0.20
20 28.778 5.11 2.00100 29.13
21 -53.599 1.20 1.85478 24.80
22 18.702 1.95
23 38.612 2.63 1.72916 54.68
24 13210.087 11.35
25 ∞ 2.66 1.51633 64.14
26 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=-1.98270e-05,A6=-1.62289e-08,A8=-6.87416e-11
第４面
k=0.000
A4=-4.30732e-06,A6=-4.24639e-08,A8=-4.55491e-11
第１６面
k=0.000
A4=-1.79188e-06,A6=1.11638e-10
第１７面
k=0.000
A4=3.97297e-06,A6=-1.99307e-10

各種データ
ｆ 17.27
ＦＮＯ． 1.29
２ω 72.65
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 14.11
全長(in air) 86.46

無限遠 近距離
d15 3.41 6.92
d17 9.16 5.65

各群焦点距離
f1=-61.23 f2=25.77 f3=42.55

数値実施例６
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 1822.498 1.50 1.48749 70.23
2 24.046 4.33
3* 104.293 1.20 1.49700 81.61
4* 85.426 0.40
5 33.165 6.73 2.00069 25.46
6 -41.379 1.20 1.58144 40.75
7 21.826 6.38
8 -26.782 1.20 1.85478 24.80
9 25.731 7.42 1.69680 55.53
10 -36.641 0.20
11 52.705 5.13 1.72916 54.68
12 -51.343 0.20
13 46.341 3.42 1.43875 94.93
14 -290.158 0.60
15(絞り) ∞ 可変
16* 70.509 1.20 1.74320 49.34
17* 24.442 可変
18 466.560 3.82 1.72916 54.68
19 -36.184 0.20
20 22.789 5.31 2.00100 29.13
21 -224.725 1.20 1.85478 24.80
22 16.310 2.53
23 40.941 1.79 1.72916 54.68
24 84.296 11.94
25 ∞ 2.66 1.51633 64.14
26 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=-1.20042e-05,A6=2.38213e-09,A8=-2.73467e-12
第４面
k=0.000
A4=-5.23359e-07,A6=7.45881e-09,A8=1.61344e-11
第１６面
k=0.000
A4=-1.14003e-05,A6=1.53037e-08
第１７面
k=0.000
A4=-7.07063e-06,A6=7.53398e-09

各種データ
ｆ 24.59
ＦＮＯ． 1.29
２ω 51.63
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 14.70
全長(in air) 86.58

無限遠 近距離
d15 3.40 9.24
d17 12.53 6.69

各群焦点距離
f1=-202.05 f2=32.62 f3=53.10

数値実施例７
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 848.636 1.50 1.48749 70.23
2 26.057 1.34
3 30.008 4.14 2.00100 29.13
4 79.152 0.40
5 31.332 3.61 2.00069 25.46
6 72.289 1.50 1.58144 40.75
7 14.571 10.23
8 -26.712 1.50 1.85478 24.80
9 34.227 8.21 1.69680 55.53
10 -37.482 0.20
11 52.231 5.56 1.69680 55.53
12 -44.033 0.20
13 30.054 3.96 1.43875 94.93
14 169.005 1.03
15(絞り) ∞ 可変
16* 1643.120 1.20 1.74320 49.34
17* 24.933 可変
18 -933.181 3.97 1.72916 54.68
19 -31.002 0.20
20 22.554 5.95 2.00100 29.13
21 -178.529 1.20 1.85478 24.80
22 17.042 2.82
23 59.139 2.97 1.72916 54.68
24 -698.477 11.56
25 ∞ 2.66 1.51633 64.14
26 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第１６面
k=0.000
A4=-1.06473e-05,A6=2.88989e-08,A8=-8.90399e-12
第１７面
k=0.000
A4=-2.82395e-06,A6=9.74767e-09,A8=1.85663e-12

各種データ
ｆ 25.77
ＦＮＯ． 1.29
２ω 48.87
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 14.31
全長(in air) 88.04

無限遠 近距離
d15 2.90 7.95
d17 9.15 4.10

各群焦点距離
f1=-163.98 f2=28.27 f3=49.81

数値実施例８
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.177 1.50 1.48749 70.23
2 17.000 4.00
3* 21.613 1.50 1.49700 81.55
4* 16.408 3.71
5 33.130 4.48 1.96883 28.00
6 -186.862 1.04 1.54957 51.13
7 14.440 9.33
8 -18.541 1.20 1.85478 24.80
9 28.572 5.84 1.72861 54.71
10 -30.117 1.54
11 286.405 4.55 1.99807 29.24
12 -33.276 0.43
13 36.446 3.78 1.72662 54.82
14 -2481.168 1.40
15(絞り) ∞ 可変
16* 84.278 1.20 1.88202 37.22
17* 24.173 可変
18* 42.431 4.89 1.72905 54.69
19* -31.908 可変
20 -82.933 1.50 1.84665 23.78
21 36.531 5.54 1.60104 64.35
22 -28.145 13.06
23 ∞ 2.66 1.51633 64.14
24 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=5.19654e-05,A6=-2.81630e-07,A8=7.08313e-13
第４面
k=0.000
A4=5.38337e-05,A6=-3.12605e-07,A8=-7.17510e-10
第１６面
k=0.000
A4=-1.30471e-05,A6=1.96636e-07,A8=-5.69299e-10
第１７面
k=0.000
A4=-7.78499e-06,A6=1.86510e-07,A8=-3.57991e-10
第１８面
k=0.000
A4=-1.34050e-07,A6=8.63654e-09,A8=-4.17685e-11
第１９面
k=0.000
A4=2.46242e-05,A6=-1.08174e-08,A8=-3.39479e-11

各種データ
ｆ 14.43
ＦＮＯ． 1.29
２ω 82.71
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 15.81
全長(in air) 88.12

無限遠 近距離
d15 4.10 6.92
d17 8.69 4.33
d19 2.10 3.63

各群焦点距離
f1=-31.59 f2=21.53 f3=35.57

数値実施例９
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.036 1.50 1.48749 70.23
2 18.798 3.57
3 31.519 1.50 1.43700 95.00
4 18.954 3.09
5 33.264 4.23 2.00100 29.14
6 -654.148 1.00 1.57135 52.95
7 14.026 9.91
8 -16.426 1.20 1.85478 24.80
9 36.552 5.68 1.72916 54.68
10 -27.504 0.41
11 921.803 4.77 2.00100 29.14
12 -29.779 0.50
13 33.641 3.87 1.72916 54.68
14 802.835 1.49
15(絞り) ∞ 可変
16* 128.134 1.20 1.88202 37.22
17* 25.190 可変
18* 45.242 5.17 1.69350 53.21
19* -30.726 可変
20 180.235 1.50 1.85478 24.80
21 24.427 7.24 1.49700 81.61
22 -27.240 12.81
23 ∞ 2.66 1.51633 64.14
24 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第１６面
k=0.000
A4=-2.35489e-05,A6=2.08977e-07,A8=-5.75192e-10
第１７面
k=0.000
A4=-1.64225e-05,A6=2.02401e-07,A8=-4.53593e-10
第１８面
k=0.000
A4=-4.76620e-06,A6=2.89813e-09,A8=1.65972e-12
第１９面
k=0.000
A4=1.85762e-05,A6=-1.85673e-08,A8=-2.32249e-12

各種データ
ｆ 14.43
ＦＮＯ． 1.28
２ω 82.98
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 15.56
全長(in air) 87.36

無限遠 近距離
d15 4.10 6.71
d17 7.77 4.10
d19 2.10 3.16

各群焦点距離
f1=-28.96 f2=21.10 f3=35.74

数値実施例１０
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.139 1.50 1.48749 70.23
2 19.428 2.14
3 25.204 3.00 2.00100 29.14
4 30.000 0.89
5 32.668 3.89 2.00100 29.14
6 145.374 1.06 1.69895 30.13
7 15.005 7.16
8 -16.973 1.20 1.85478 24.80
9 33.157 6.55 1.80440 39.59
10 -31.101 0.40
11 -291.093 4.14 2.00100 29.14
12 -33.778 0.55
13 31.502 4.59 1.72916 54.68
14 -2185.944 1.40
15(絞り) ∞ 可変
16* 228.186 1.20 1.58313 59.38
17* 18.790 可変
18* 30.585 7.76 1.69350 53.21
19* -27.119 可変
20 -47.315 1.50 1.85478 24.80
21 25.460 5.95 1.72916 54.68
22 -38.878 13.73
23 ∞ 2.66 1.51633 64.14
24 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第１６面
k=0.000
A4=-3.19803e-05,A6=2.26858e-07,A8=-5.60129e-10
第１７面
k=0.000
A4=-3.67839e-05,A6=2.04164e-07,A8=-5.35483e-10
第１８面
k=0.000
A4=-5.17599e-06,A6=-6.11069e-09,A8=-2.12624e-11
第１９面
k=0.000
A4=1.87622e-05,A6=-1.76699e-08,A8=-1.41729e-12

各種データ
ｆ 20.62
ＦＮＯ． 1.29
２ω 62.33
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 16.49
全長(in air) 87.07

無限遠 近距離
d15 4.14 4.74
d17 9.36 8.58
d19 2.20 2.38

各群焦点距離
f1=-47.47 f2=23.14 f3=36.99

数値実施例１１
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 54.301 1.50 1.48749 70.23
2 17.105 4.00
3* 22.655 1.50 1.49700 81.61
4* 13.783 5.65
5 47.419 4.91 2.00100 29.14
6 -40.946 1.50 1.49700 81.61
7 17.739 6.17
8 -18.916 1.20 1.85478 24.80
9 22.938 5.88 1.72916 54.68
10 -30.236 1.43
11(絞り) ∞ 1.00
12 86.514 5.50 2.00100 29.14
13 -30.725 0.40
14 31.726 7.58 1.49700 81.61
15 -23.755 1.20 2.00100 29.14
16 -72.101 可変
17* 58.976 1.20 1.88202 37.22
18* 23.004 可変
19 35.206 1.50 1.85478 24.80
20 21.523 7.64 1.69350 53.21
21* -23.391 可変
22 -89.135 1.50 1.85478 24.80
23 -355.544 10.81
24 ∞ 2.66 1.51633 64.14
25 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=4.11853e-05,A6=-5.16604e-07,A8=1.05864e-09
第４面
k=0.000
A4=4.38670e-05,A6=-6.01995e-07,A8=-1.18982e-10
第１７面
k=0.000
A4=-8.15788e-06,A6=1.62936e-07,A8=-2.77428e-10
第１８面
k=0.000
A4=-5.38507e-06,A6=1.41312e-07,A8=-6.87814e-11
第２１面
k=0.000
A4=3.31222e-05,A6=-3.47713e-08,A8=4.91193e-11

各種データ
ｆ 14.43
ＦＮＯ． 1.28
２ω 82.67
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 13.57
全長(in air) 86.94

無限遠 近距離
d16 2.10 4.37
d18 7.69 5.40
d21 2.31 2.33

各群焦点距離
f1=-36.39 f2=21.52 f3=42.43

数値実施例１２
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 56.666 1.50 1.48749 70.23
2 17.381 4.00
3* 26.130 1.50 1.49700 81.61
4* 14.593 5.45
5 36.407 5.70 2.00100 29.14
6 -43.000 1.07 1.51633 64.14
7 17.284 6.73
8 -16.026 1.20 1.85478 24.80
9 31.874 5.80 1.72916 54.68
10 -24.566 1.40
11 絞り 1.00
12 74.674 5.36 2.00100 29.14
13 -35.918 0.40
14 38.381 7.78 1.49700 81.61
15 -21.723 1.20 2.00100 29.14
16 -51.835 可変
17* -876.835 1.90 1.49700 81.61
18 4834.356 1.01 1.88202 37.22
19* 34.099 可変
20* 26.746 7.90 1.59201 67.02
21* -19.467 可変
22 -101.033 1.50 1.85478 24.80
23 665.463 11.44
24 ∞ 2.66 1.51633 64.14
25 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=3.02491e-05,A6=-2.96892e-07,A8=7.24372e-10
第４面
k=0.000
A4=2.08903e-05,A6=-3.62573e-07,A8=-1.14396e-10
第１７面
k=0.000
A4=4.34401e-05,A6=-7.16017e-08,A8=2.37592e-10
第１９面
k=0.000
A4=2.76916e-05,A6=-1.05004e-08,A8=3.38439e-11
第２０面
k=0.000
A4=-1.95186e-05,A6=2.00819e-08,A8=-8.54673e-12
第２１面
k=0.000
A4=4.36333e-05,A6=-5.29835e-08,A8=2.29440e-10

各種データ
ｆ 14.43
ＦＮＯ． 1.28
２ω 80.38
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 14.19
全長(in air) 87.58

無限遠 近距離
d16 2.10 3.56
d19 6.79 4.14
d21 2.10 3.29

各群焦点距離
f1=-42.06 f2=22.59 f3=40.14

次に、各実施例における条件式（１）〜（１６）、（Ａ）〜（Ｃ）の値を掲げる。-（ハイフン）は対応値がないことを示す。
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３
(1)SF₁₁ 1.514 1.686 2.097
(2)SF₁₂ 3.793 2.108 2.388
(3)SF₂₁ -3.824 -3.238 -4.412
(4)SF₂₂-SF₂₃ 3.581 3.992 4.949
(5)SF₃₁ 2.243 1.520 1.724
(6)SF₃₂ 0.452 0.350 0.365
(7)Φ₁/Φ₂₃ -0.629 -0.608 -0.552
(8)Φ₁/Φ₂ -0.631 -0.564 -0.532
(9)Φ₂₃×f 0.820 0.758 0.786
(10)Φ_2P/N 0.017 0.018 0.017
(11)β_2PR 2.388 2.388 2.313
(12)Nd_2PR 1.43875 1.43875 1.497
(13)νd_2PR 94.93 94.93 81.61
(14)β_3NF 2.254 2.254 2.258
(15)Nd_3NF 1.88202 1.88202 1.854
(16)νd_3NF 37.22 37.22 40.39
(A)f/e_N1F 0.5999003 0.5491233 0.5507341
(B)(f/e_AS)/Fno 0.5142357 0.5136662 0.5383091
(C)T_{air_max}/Σd 0.1283268 0.1082906 0.1161658

条件式 実施例４ 実施例５ 実施例６
(1)SF₁₁ 1.913 2.195 1.027
(2)SF₁₂ 5.950 7.039 4.850
(3)SF₂₁ -6.483 -9.103 -6.433
(4)SF₂₂-SF₂₃ 1.674 1.236 0.738
(5)SF₃₁ 1.766 1.590 2.061
(6)SF₃₂ 0.110 0.192 0.856
(7)Φ₁/Φ₂₃ -0.441 -0.443 -0.145
(8)Φ₁/Φ₂ -0.493 -0.420 -0.160
(9)Φ₂₃×f 0.775 0.635 0.829
(10)Φ_2P/N 0.022 0.022 0.019
(11)β_2PR 2.313 2.388 2.388
(12)Nd_2PR 1.497 1.43875 1.43875
(13)νd_2PR 81.61 94.93 94.93
(14)β_3NF 2.258 2.258 2.276
(15)Nd_3NF 1.854 1.854 1.72916
(16)νd_3NF 40.39 40.39 54.68
(A)f/e_N1F 0.5423631 0.5218127 0.7857366
(B)(f/e_AS)/Fno 0.5729585 0.6086666 0.7636523
(C)T_{air_max}/Σd 0.1359051 0.1383453 0.1743081

条件式 実施例７ 実施例８ 実施例９
(1)SF₁₁ 1.063 2.207 2.433
(2)SF₁₂ 2.739 2.545 2.458
(3)SF₂₁ -5.960 -4.203 -3.966
(4)SF₂₂-SF₂₃ 1.518 1.763 2.025
(5)SF₃₁ 1.031 1.804 1.489
(6)SF₃₂ 1.069 0.142 0.191
(7)Φ₁/Φ₂₃ -0.148 -0.676 -0.728
(8)Φ₁/Φ₂ -0.172 -0.683 -0.736
(9)Φ₂₃×f 1.060 0.677 0.684
(10)Φ_2P/N 0.020 0.027 0.028
(11)β_2PR 2.388 2.275 2.276
(12)Nd_2PR 1.43875 1.72662 1.72916
(13)νd_2PR 94.93 54.82 54.68
(14)β_3NF 2.237 2.254 2.254
(15)Nd_3NF 1.7432 1.88202 1.88202
(16)νd_3NF 49.34 37.22 37.22
(A)f/e_N1F 0.7343145 0.409605 0.422059
(B)(f/e_AS)/Fno 0.8667391 0.496762 0.497197
(C)T_{air_max}/Σd 0.1388118 0.129058 0.13808

条件式 実施例１０ 実施例１１ 実施例１２
(1)SF₁₁ 2.511 1.920 1.885
(2)SF₁₂ 2.699 2.195 2.808
(3)SF₂₁ -3.403 -4.342 -4.754
(4)SF₂₂-SF₂₃ 2.234 0.865 0.500
(5)SF₃₁ 1.179 2.279 0.925
(6)SF₃₂ 0.060 0.202 0.158
(7)Φ₁/Φ₂₃ -0.488 -0.569 -0.488
(8)Φ₁/Φ₂ -0.482 -0.591 -0.537
(9)Φ₂₃×f 0.891 0.697 0.704
(10)Φ_2P/N 0.025 0.026 0.025
(11)β_2PR 2.276 - -
(12)Nd_2PR 1.72916 - -
(13)νd_2PR 54.68 - -
(14)β_3NF 2.177 2.254 -
(15)Nd_3NF 1.58313 1.88202 -
(16)νd_3NF 59.38 37.22 -
(A)f/e_N1F 0.645649424 0.416962387 0.397884552
(B)(f/e_AS)/Fno 0.676205414 0.480486104 0.493256505
(C)T_{air_max}/Σd 0.132682123 0.104847505 0.107655992

本実施形態の光学装置としては、例えば、撮像装置や投影装置がある。以下、撮像装置と投影装置の具体例を説明する。

図１３は、撮像装置としての一眼ミラーレスカメラの断面図である。図１３において、一眼ミラーレスカメラ１の鏡筒内には撮影光学系２が配置される。マウント部３は、撮影光学系２を一眼ミラーレスカメラ１のボディに着脱可能とする。マウント部３としては、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。また、一眼ミラーレスカメラ１のボディには、撮像素子面４、バックモニタ５が配置されている。なお、撮像素子としては、小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳ等が用いられている。

そして、一眼ミラーレスカメラ１の撮影光学系２として、例えば上記実施例１〜１２に示した単焦点光学系が用いられる。

図１４、図１５は、撮像装置の構成の概念図を示す。図１４は撮像装置としての一眼ミラーレスカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１５は同後方斜視図である。この一眼ミラーレスカメラ４０の撮影光学系４１に、上記実施例１〜１２に示した単焦点光学系が用いられている。

この実施形態の一眼ミラーレスカメラ４０は、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、シャッターボタン４５、液晶表示モニター４７等を含み、一眼ミラーレスカメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の単焦点光学系を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、結像面近傍に設けられた撮像素子（光電変換面）上に形成される。この撮像素子で受光された物体像は、処理手段によって電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、撮影された電子画像は記憶手段に記録することができる。

図１６は、一眼ミラーレスカメラ４０の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部１９等で構成される。

図１６に示すように、一眼ミラーレスカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。

上記の一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１は、バス２２を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。

操作部１２は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１３に通知する。制御部１３は、例えばＣＰＵなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、一眼ミラーレスカメラ４０全体を制御する。

ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、撮影光学系４１を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅し、かつ、アナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。

一時記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力されるＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一時記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３にて指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記憶媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する。

表示部２０は、液晶表示モニター４７などにて構成され、撮影したＲＡＷデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、操作部１２の入力操作によってＲＯＭ部から読み出された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。

このように構成された一眼ミラーレスカメラ４０では、撮影光学系４１として本発明の単焦点光学系を採用することで、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像することができる。なお、本発明の単焦点光学系は、クイックリターンミラーを持つタイプの撮像装置にも用いることができる。

図１７は、投影装置としてのプロジェクタの断面図である。図１７に示すように、プロジェクタ１００は、光源部１１０と、照明部１２０と、画像形成部１３０と、投射部１４０と、を有する。

光源部１１０は、光源１１１と反射部材１１２とを有する。光源１１１からは照明光が出射する。照明光は白色光である。照明光は反射部材１１２で反射され、照明部１２０に入射する。

照明部１２０は、第１のダイクロイックミラー１２１と、第２のダイクロイックミラー１２２と、第３のダイクロイックミラー１２３と、第１の反射部材１２４と、第２の反射部材１２５と、を有する。

第１のダイクロイックミラー１２１では、赤色の波長域の光（以下、「赤色光」という）が透過され、それ以外の波長域の光は反射される。第２のダイクロイックミラー１２２では、緑色の波長域の光（以下、「緑色光」という）が反射され、それ以外の波長域の光は透過される。第３のダイクロイックミラー１２３では、青色の波長域の光（以下、「青色光」という）が反射され、それ以外の波長域の光は透過される。赤色光、緑色光および青色光は、画像形成部１３０に入射する。なお、第３のダイクロイックミラー１２３の代わりに、通常の平面反射鏡を用いても良い。

画像形成部１３０は、第１の表示素子１３１と、第２の表示素子１３２と、第３の表示素子１３３と、を有する。

第１の表示素子１３１には、第１の反射部材１２４を介して赤色光が照射される。第２の表示素子１３２には緑色光が照射される。第３の表示素子１３３には、第２の反射部材１２５を介して青色光が照射される。

ここで、第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３には、同じ画像が表示されている。よって、第１の表示素子１３１では赤色の画像が表示され、第２の表示素子１３２では緑色の画像が表示され、第３の表示素子１３３では青色の画像が表示される。

第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３から出射した光は、投射部１４０に入射する。

投射部１４０は、ダイクロイックプリズム１４１と、投影光学系１４２と、を有する。

第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３から出射した光は、ダイクロイックプリズム１４１で合成される。上述のように、画像形成部１３０では、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像が表示されている。ダイクロイックプリズム１４１によって、３つの画像が合成される。

投影光学系１４２は、合成された３つの画像を所定の位置に投影する。この投影光学系１４２に、例えば上記実施例１〜１２に示した単焦点光学系が用いられている。

なお、画像形成部１３０は、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等のライトバルブとしても良い。この場合、光源部１１０からの光をライトバルブで反射させ、ライトバルブからの画像を、投射部１４０にて拡大投影するように構成すれば良い。

このように構成されたプロジェクタ１００では、投影光学系１４２として本発明の単焦点光学系を採用することで、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影することができる。

以上のように、本発明に係る単焦点光学系は、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系に適している。また、本発明に係る光学装置は、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像する撮像装置や、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影する投影装置に適している。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 明るさ（開口）絞り
Ｉ 像面
１ 一眼ミラーレスカメラ
２ 撮影光学系
３ 鏡筒のマウント部
４ 撮像素子面
５ バックモニタ
１２ 操作部
１３ 制御部
１４、１５ バス
１６ 撮像駆動回路
１７ 一時記憶メモリ
１８ 画像処理部
１９ 記憶媒体部
２０ 表示部
２１ 設定情報記憶メモリ部
２２ バス
２４ ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０ 一眼ミラーレスカメラ
４１ 撮影光学系
４２ 撮影用光路
４５ シャッターボタン
４７ 液晶表示モニター
４９ ＣＣＤ
１００ プロジェクタ
１１０ 光源部
１１１ 光源
１１２ 反射部材
１２０ 照明部
１２１ 第１のダイクロイックミラー
１２２ 第２のダイクロイックミラー
１２３ 第３のダイクロイックミラー
１２４ 第１の反射部材
１２５ 第２の反射部材
１３０ 画像形成部
１３１ 第１の表示素子
１３２ 第２の表示素子
１３３ 第３の表示素子
１４０ 投射部
１４１ ダイクロイックプリズム
１４２ 投影光学系

Claims (28)

1. 距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
   前記単焦点光学系は、拡大側から順に、
   負の屈折力を有する第１レンズ群と、
   正の屈折力を有する第２レンズ群と、
   正の屈折力を有する第３レンズ群と、から構成され、
   レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
   前記第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、
   前記拡大側レンズ成分は、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分であり、
   前記第１レンズ群は、最も縮小側に、接合レンズである縮小側レンズ成分を有し、
   前記縮小側レンズ成分の形状は、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状であり、拡大側から順に、正レンズと負レンズとで構成され、
   前記接合レンズよりも拡大側のレンズ系は、全体として負の焦点距離を有すると共に、前記拡大側レンズ成分のみからなるか、前記拡大側レンズ成分と負レンズとを有するか、又は、前記拡大側レンズ成分と正レンズとを有し、
   前記第２レンズ群は、拡大側から順に、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズと、複数の正レンズ成分と、からなり、
   前記複数の正レンズ成分は、隣り合う全ての正レンズ成分を含み、
   前記第２レンズ群の前記接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとで構成され、
   前記第３レンズ群は、最も拡大側に負レンズ成分を有し、
   前記第１レンズ群内の全ての空気間隔と前記第２レンズ群内の全ての空気間隔は、フォーカス時に一定であることを特徴とする単焦点光学系。
2. 前記第２レンズ群は、最も縮小側に縮小側正レンズ成分を有し、
   前記縮小側正レンズ成分は単レンズであることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
3. 前記複数の正レンズ成分は全て単レンズであることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
4. 前記第３レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と、第２副群と、第３副群と、からなり、
   前記第１副群は１つの負レンズ成分のみからなり、
   前記第２副群は１つの正レンズ成分のみからなることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
5. 前記第３レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と、第２副群と、第３副群と、からなり、
   前記第１副群は１つの負レンズ成分のみからなり、
   前記第２副群は１つの正レンズ成分のみからなり、
   前記第３副群は負レンズを含み、
   前記第３副群内の全ての空気間隔は、フォーカス時あるいは変倍時に一定であることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
6. 前記第３レンズ群内の空気間隔のうち前記第１副群と前記第２副群との空気間隔のみが、フォーカス時に変化することを特徴とする請求項４又は５に記載の単焦点光学系。
7. 前記第２副群は正レンズ成分のみからなり、
   前記第３副群は、拡大側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズと、からなることを特徴とする請求項６に記載の単焦点光学系。
8. 前記第３レンズ群内の空気間隔のうち、前記第１副群と前記第２副群との空気間隔、及び前記第２副群と前記第３副群との空気間隔のみが、フォーカス時に変化することを特徴とする請求項４又は５に記載の単焦点光学系。
9. 前記第２副群は正レンズ成分のみからなり、
   前記第３副群は、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなることを特徴とする請求項８に記載の単焦点光学系。
10. 前記第３副群はフォーカス時には固定であることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
11. 前記第１副群の前記負レンズ成分の形状は、縮小側に凹面を向けたメニスカス形状であることを特徴とする請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
12. 前記第３副群は負レンズを有し、負レンズと隣り合う正レンズとは接合されていることを特徴とする請求項４乃至１１のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
13. 以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
    ０．７５＜ＳＦ ₁₁ ＜３．５ （１）
    ここで、
    ＳＦ ₁₁ ＝（Ｒ _F11 ＋Ｒ _R11 ）／（Ｒ _F11 −Ｒ _R11 ）であり、
    Ｒ _F11 は、前記拡大側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ _R11 は、前記拡大側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
14. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
    １．４＜ＳＦ ₁₂ ＜１５ （２）
    ここで、
    ＳＦ ₁₂ ＝（Ｒ _F12 ＋Ｒ _R12 ）／（Ｒ _F12 −Ｒ _R12 ）であり、
    Ｒ _F12 は、前記縮小側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ _R12 は、前記縮小側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
15. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
    −１５＜ＳＦ ₂₁ ＜−２．０ （３）
    ここで、
    ＳＦ ₂₁ ＝（Ｒ _F21 ＋Ｒ _R21 ）／（Ｒ _F21 −Ｒ _R21 ）であり、
    Ｒ _F21 は、前記第２レンズ群の前記接合レンズにおける拡大側面の曲率半径、
    Ｒ _R21 は、前記第２レンズ群の前記接合レンズにおける縮小側面の曲率半径、
    である。
16. 前記複数の正レンズ成分は、最も拡大側に位置する前側正レンズ成分と、最も縮小側に位置する後側正レンズ成分と、を有し、
    以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
    ０．１０＜ＳＦ ₂₂ −ＳＦ ₂₃ ＜７．０ （４）
    ここで、
    ＳＦ ₂₂ ＝（Ｒ _F22 ＋Ｒ _R22 ）／（Ｒ _F22 −Ｒ _R22 ）、
    ＳＦ ₂₃ ＝（Ｒ _F23 ＋Ｒ _R23 ）／（Ｒ _F23 −Ｒ _R23 ）であり、
    Ｒ _F22 は、前記前側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ _R22 は、前記前側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    Ｒ _F23 は、前記後側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ _R23 は、前記後側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
17. 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項４又は５に記載の単焦点光学系。
    ０．８０＜ＳＦ ₃₁ ＜４．０ （５）
    ここで、
    ＳＦ ₃₁ ＝（Ｒ _F31 ＋Ｒ _R31 ）／（Ｒ _F31 −Ｒ _R31 ）であり、
    Ｒ _F31 は、前記第１副群の前記負レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ _R31 は、前記第１副群の前記負レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
18. 以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１７に記載の単焦点光学系。
    −０．４＜ＳＦ ₃₂ ＜１．６ （６）
    ここで、
    ＳＦ ₃₂ ＝（Ｒ _F32 ＋Ｒ _R32 ）／（Ｒ _F32 −Ｒ _R32 ）であり、
    Ｒ _F32 は、前記第２副群の前記正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ _R32 は、前記第２副群の前記正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
19. 以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
    −１．５＜Φ ₁ ／Φ ₂₃ ＜０．２ （７）
    ここで、
    Φ ₁ は、前記第１レンズ群の屈折力、
    Φ ₂₃ は、無限遠物体合焦時の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成屈折力、
    である。
20. 以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
    −１．５＜Φ ₁ ／Φ ₂ ＜０．２ （８）
    ここで、
    Φ ₁ は、前記第１レンズ群の屈折力、
    Φ ₂ は、前記第２レンズ群の屈折力、
    である。
21. 以下の条件式（９）、（１０）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
    ０．５０＜Φ ₂₃ ×ｆ＜１．６ （９）
    ０．０１２（１／ｍｍ）＜Φ _2P ／Ｎ＜０．０３５（１／ｍｍ） （１０）
    ここで、
    Φ ₂₃ は、無限遠物体合焦時の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成屈折力、
    ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系の焦点距離、
    Φ _2P は、前記複数の正レンズ成分の合成屈折力、
    Ｎは、前記複数の正レンズ成分における正レンズ成分の数（Ｎ≧２）、
    である。
22. 横軸をＮｄ _2PR 、及び縦軸をνｄ _2PR とする直交座標系において、
    Ｎｄ _2PR ＝α×νｄ _2PR ＋β _2PR 、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、
    以下の条件式（１１）の範囲の下限値β _2PR ＝２．２５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１２）及び（１３）で定まる領域との両方の領域に、前記縮小側正レンズ成分のＮｄ _2PR 及びνｄ _2PR が含まれることを特徴とする請求項２に記載の単焦点光学系。
    ２．２５≦β _2PR （１１）
    １．４０＜Ｎｄ _2PR （１２）
    ３５＜νｄ _2PR （１３）
    ここで、
    Ｎｄ _2PR は、前記縮小側正レンズ成分の屈折率、
    νｄ _2PR は、前記縮小側正レンズ成分のアッベ数、
    である。
23. 前記第１副群の負レンズ成分は単レンズであり、
    横軸をＮｄ _3NF 、及び縦軸をνｄ _3NF とする直交座標系において、
    Ｎｄ _3NF ＝α×νｄ _3NF ＋β _3NF 、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、
    以下の条件式（１４）の範囲の下限値β _3NF ＝２．１５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１５）及び（１６）で定まる領域との両方の領域に、前記第１副群の前記負レンズ成分のＮｄ _3NF 及びνｄ _3NF が含まれることを特徴とする請求項４又は５に記載の単焦点光学系。
    ２．１５≦β _3NF （１４）
    １．４５＜Ｎｄ _3NF （１５）
    ２５＜νｄ _3NF （１６）
    ここで、
    Ｎｄ _3NF は、前記第１副群の負レンズ成分の屈折率、
    νｄ _3NF は、前記第１副群の負レンズ成分のアッベ数、
    である。
24. 以下の条件式（Ａ）を満足することを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
    ０＜ｆ／ｅ _N1F ＜２ （Ａ）
    ここで、
    ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系の焦点距離、
    ｅ _N1F は、前記第１レンズ群の前記拡大側レンズ成分における最大有効口径、
    である。
25. 開口絞りを有し、
    以下の条件式（Ｂ）を満足することを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
    ０＜（ｆ／ｅ _AS ）／Ｆｎｏ＜２ （Ｂ）
    ここで、
    ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系の焦点距離、
    ｅ _AS は、前記開口絞りの最大直径、
    Ｆｎｏは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系のＦナンバー、
    である。
26. 以下の条件式（Ｃ）を満足することを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
    ０＜Ｔ _{air_max} ／Σｄ≦０．２７ （Ｃ）
    ここで、
    Ｔ _{air_max} は、前記単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの間で最も大きい軸上空気間隔、
    Σｄは、前記単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの軸上間隔、
    である。
27. 光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
    前記撮像素子は撮像面を有し、且つ前記光学系によって前記撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、
    前記光学系が請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の単焦点光学系であることを特徴とする光学装置。
28. 光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
    前記表示素子は表示面を有し、
    前記表示面上に表示された画像は、前記光学系によって拡大側に投影され、
    前記光学系が請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の単焦点光学系であることを特徴とする光学装置。

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